SPD Probleme en Oplossings vir Sekondêre Skakels van Spanningstransformer

Hierdie dokument ontleed die bostaande situasie grondig en sommareer tegniese maatreëls om die probleme op te los.

1. Hoofprobleme van SPD-produkte in sekondêre sirkels van spanningsoversetters

Tans is daar residu-stroomvrye SPD's (skakelaar-tipe donderafleiers) binne en buite land. Hul hoof interne ontladingssirkels gebruik ontladingsbuise/gappe, met 'n hoë ontladingsstroomkapasiteit (wat oorskryf diokside varistors). Dit het egter fatale gebreke: swak spanningbeperking, boogtrekkerspanning, en 'n langer reaksietyd (tot 100 ns). Hierdie voorkom die sekondêre sirkel toerusting om gepaste beskerming te kry. Verder laat boogtrekkerspanning dikwels die spanning in die sekondêre sirkel van die spanningsoversetter (100 V) tot 'n paar volt daal, wat die metings- en beheersisteem 'n verlies van hoogspanningslynspanning wys. Dus is skakelaar-tipe donderafleiers onbruikbaar.

2. Oplossings en hoofinhoud

Gewone SPD kernontladingselemente in die mark sluit in ontladingsbuis CDT, diokside varistor MOV, en tijdelike spanningsdemp TVD. TVD het 'n ultra-vinnige reaksie (1 ns), goeie spanningbeperking, en 'n klein residu-stroom (onder 1 μA); dit brand uit en verbind na skade, sonder kortsluiting. Maar sy ontladingsstroom is laag (1 kA). Ook het CDT, GAP, en TVD 'n sterkere vermoë teen hoëspanningsimpuls as MOV, en kan 10 kV impulse verdra sonder strukturele skade.

Deur die voordele van hierdie elemente te kombineren en 'n gekombineerde sirkel te gebruik, word 'n produk (MOV in serie met parallelle CDT en TVD) ontwerp, soos in Figuur 1 getoon.

Figuur 1: Ontladingsbeginsel

Wanneer donderstroom by Punt A indring, bly die MOV aanvanklik niegelei. Die residu-stroom van die MOV ewewig die potensiaal tussen Punte A en B. Op hierdie oomblik aktiveer die TVS binne 1 ns, en skep 'n direkte pad tussen Punte B en C. Gevolglik word die volledige donderspanning toegepas oor die MOV tussen Punte A en B. Aangesien die aktiveringsspanning Um van die MOV slegs 50% van die gekombineerde sirkel se aktiveringsspanning Uc is, versnel die hoëspanning die aktivering van die MOV, wat sy tipiese 25 ns reaksietyd verminder na ongeveer 12.5 ns. Gedurende hierdie tyd, terwyl die ontladingsstroom nog bou, dwing die direkte pad van A na B die meeste donderspanning oor Punte B en C (waar die TVD’s maksimum stroomkapasiteit ~1 kA is).

Vanuit 'n ontwerpstandpunt is die CDT’s aktiveringsspanning 50% lager as Uc. Daarby skep die interne weerstand RL van die deels geleide MOV 'n spanningsval wat die spanning by Punt B bo die aanvanklike donderspanning verhoog. Toetsing wys dat dit die CDT’s aktiveringstydsduur van 100 ns tot 15 ns verminder, en die hele sirkel kan binne 25 ns volledig geleid—ooreenkomstig met die reaksietyd van 'n selfstandige MOV.

Na ontlading elimineer die TVD’s minimaal residu-stroom en die CDT’s volledige afbreek MOV residu-stroomprobleme, en vermy potensiële gevaarlike situasies. Vir spanningbeperkingprestasie verseker die TVD’s presiese aktivering (waar aktiveringsspanning gelyk is aan beperkingspanning) 'n lae beperkingsdrempel. Gegewe Um = 0.5Uc, is die MOV’s beperkingspanning binne die sirkel 1.5Uc, wat 'n algehele gekombineerde sirkel beperkingspanning van 2Uc gee—beduidend beter as die 3× verhouding van selfstandige MOV module.

'n Bykomende moniteringsirkel is geïntegreer om komponentefale op te spoor. Wanneer interne elemente vervaal, verander die moniteringnode van oop na gesluit, wat 'n SPD-faal aandui. Tabel 1 vergelyk die prestasie van selfstandige MOV module teenoor die gekombineerde ontladingsirkel SPD onder dieselfde omstandighede.

Hierdie nuut-tipe SPD het 'n residu-stroom, maar kan die oorspanning op 'n baie lae vlak (onder 10 μA) beheer. Dit kan die residu-stroomparameters onverander hou, en vinnig afbreek nadat die oorspanning verdwyn. Dit is 'n ideale produk wat toepaslik is vir die sekondêre sirkel van spanningsoversetters.

Die SPD gebruik 'n gekombineerde ontladingsirkel om die enkel diokside varistor module te vervang, en verskaf oorspanningsbeskermingstegniese maatreëls vir die sekondêre sirkel van die spanningsoversetter. Dit kan die probleem van verhoogde ouderdomsresidu-stroom na meervoudige inslag van donder of bedryfs-oorspanning vermy. Terwyl, wanneer breuk en fale plaasvind, sal daar geen kortsluiting wees nie. As die SPD faleplekke soos breuk en kortsluiting het, kan die operasie en instandhouding personeel deur die waarsku-kontakpunt van die SPD gewaarsku word, en die voorkoms van beskermingsonjuiste werking of nie-werking probleme vermy.

3. Gevolgtrekking

In die werklike gebruik proses het die SPD wat die gekombineerde sirkel gebruik, die residu-stroomwaarde basies onveranderd van die begin tot faling (na skade, word dit regstreeks afgebreek), en kan onder 3 μA beheer word. Bovendien kan die SPD gemaklik 'n falemoniteringkontakpunt deur die gekombineerde sirkel verskaf, wat maklik vir operasie en instandhouding personeel om te moniter is.

Deur die oorspanningsdempingstegnologie vir die sekondêre sirkel van die gekombineerde spanningsoversetter te gebruik, word die risiko van beskermingsveiligheidsonjuiste werking of nie-werking veroorsaak deur die aarding verborge gevaar van die SPD in die sekondêre sirkel van die spanningsoversetter vermy. Dit realiseer werklik die beskerming teen donder en bedryfs-oorspanning in die sekondêre sirkel van die spanningsoversetter, en verseker die veilige operasie van die krag sekondêre toerusting in streng weerstoestande en ongelukstoestande.